简单数字频率计1
.VHDL数字频率计（一）
VHDL数字频率计数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。
随着复杂可编程逻辑器件（CPLD）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL语言。
将使整个系统大大简化。
提高整体的性能和可靠性。
VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,超高速集成电路硬件描述语言）诞生于1982年，是由美国国防部开发的一种快速设计电路的工具，目前已经成为IEEE（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）的一种工业标准硬件描述语言。
相比传统的电路系统的设计方法，VHDL具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶向下（Top to Down）和基于库（LibraryBased）的设计的特点，因此设计者可以不必了解硬件结构。
从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体的CPLD器件中去，从而实现可编程的专用集成电路（ASIC）的设计。
数字频率计是直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种测量装置。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波、尖脉冲信号和其他具有周期特性的信号的频率，而且还可以测量它们的周期。
经过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉宽测量仪；可以测量电容做成数字式电容测量仪；在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏仪、计价器等。
因此数字频率计在测量物理量方面应用广泛。
本设计用VHDL在CPLD器件上实现数字频率计测频系统，能够用十进制数码显示被测信号的频率，能够测量正弦波、方波和三角波等信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量。
简单的数字频率计
北航电工电子中心
简单数字频率计（续） 6、用11.0592MHz无源晶振和非门、阻容元件等组成一个波形 发生器，用示波器观察信号的波形并它们画下来。
7、用所提供的元器件设计一个60分频的计数器。 8、用CD4060和晶振或阻容元件等设计一定频率的振荡器电路。
北航电工电子中心
简单数字频率计（续） 五、实验中的注意事项
1、集成电路芯片的管脚要弄清，电源和地不要接错。
2、有源晶振电源和地以及输出端不要接错。 3、74LS90计数器的清零和置9端接线时要注意，若两个清零 端和两个置9端都接有效电平时芯片工作正常就按照此方法 连接，若工作不正常，此时可以将两个清零端和两个置9端 只接其中一个端，另外一端可悬空，这样可以解决74LS90 计数器工作不正常的问题。 4、CD4060分频器输出信号有反向和正向的特点。
北航电工电子中心
简单数字频率计（续） 5)译码电路：将BCD码编译成七段码。 6)显示电路：将七段码接到共阴极或共阳极数码管和限流电阻上， 这样就可以把相应的通过闸门电路的脉冲数显示出来。
北航电工电子中心
简单数字频率计（续）
2、数字频率计的应用 通过启动测试开关，把被测试信号的频率显示在显 示设备上。
北航电工电子中心
简单数字频率计（续） 二、实验原理及其应用 1、数字频率计组成框图
被测信号 发生器
闸门 电路
十进制 计数器
译码 电路
显示 电路
时钟基准 信号发生
单脉冲 发生器
门控信号
器及分频
(门控 电路)
北航电工电子中心
简单数字频率计（续） 1)闸门电路：它由与非门组成，把被测试信号加到一个输入端， 门控信号加到另一个输入端。门控信号控制闸门电路的开和关。 2)时钟基准信号发生器及分频：可采用非门和阻容元件等组成， 也可采用石英晶体振荡器和分频器等组成。前者产生频率精度、 稳定性差；后者产生频率已知、精度高、稳定性好。 分频：把来自基准信号发生器的信号进行分频，以改变门控信号 的宽度。 3)单脉冲发生器(门控电路)：把来自分频的周期性信号变成单脉冲 即门控信号。 4)十进制计数器：对通过闸门电路的脉冲信号进行计数。
简易数字频率计
电子技术综合设计————简易数字频率计摘要在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案，测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。
测量频率地方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高，使用方便，测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。
电子计数器测频率有两种方式：一是直接测频法，即在一定技术时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。
直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的测量。
此报告阐述了基于通用集成电路设计了一个简单的数字频率计的过程。
1 2010-01-19设计任务与要求方案设计与论证单元电路设计与参数设计我所设计的电路单元各部分单元电路原理图计频电路部分计频电路部分电路原理图单元电路总结总原理图及元器件清单总原理说明元器件清单结论与心得一、设计任务与要求设计一个简易数字频率计，该频率计测量频率小于1kHz。
要求如下1.要求测量数据显示3s以上；2 2010-01-192.被测信号为幅值小于10V的脉冲或幅值小于10V的正弦交流电压；3.该系统框图如图1所示。
图1简易数字频率计原理图二、方案设计与论证由于本次设计内容要求将正弦波或三角波转化为方波来进行计频，所以在本次电路中加入了整形电路部分，时基电路部分采用脉冲信号发生器来实现，闸门电路部分与锁存部分电路整合到了计时部分电路中，并将计频电路部分单独列为一框图。
逻辑控制电路由若干与非门及与门来实现。
系统框图如下：图2中，各单元电路的工作原理如下：（1）整形电路：将输入频率为周期的信号（如正弦波、三角波等）进行整形，使之成为矩形脉冲。
（2）时基电路：作用是产生一个标准时间信号（高电平持续时间为1s）。
（3）闸门电路：闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到1s信号结束时闸门关闭，停止计数。
若在闸门时间1s内计数器得的脉冲个数为N，则被测信号频率fx=NHz。
简单数字频率计的设计与制作
简单数字频率计的设计与制作1结构设计与方案选择1.1设计要求（1）要求用直接测量法测量输入信号的频率（2）输入信号的频率为1～9999HZ1.2设计原理及方案数字频率计是直接用十进制的数字来显示被测信号频率的一种测量装置。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的频率，而且还可以测量它们的周期。
所谓频率就是在单位时间（1s）内周期信号的变化次数。
若在一定时间间隔T内测得周期信号的重复变化次数为N，则其频率为f=N/T（1-1）据此，设计方案框图如图1所示：图1 数字频率计组成框图图中脉冲形成的电路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被。
时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为测信号的频率fＸ1s，则们控电路的输出信号持续时间亦准确的等于1s。
闸门电路由标准秒信号进行控制当秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数器译码显示电路。
秒信号结束时闸门关闭，技计数器得的脉冲数N是在1秒时间内的累计= N Hz。
数，所以被测频率fＸ被测信号f经整形电路变成计数器所要求的脉冲信号○1，其频率与被测信Ｘ号的频率相同。
时基电路提供标准时间基准信号○2，其高电平持续时间t1=1 秒，当l秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到l秒信号结束时闸门关闭，停止计数。
若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率f=NHz,如图2（a）所示，即为数字频率计的组成框图。
图2（a）数字频率计的组成框图图2（b）数字频率计的工作时序波形逻辑控制单元的作用有两个：其一，产生清零脉冲④，使计数器每次从零开始计数；其二，产生所存信号⑤，是显示器上的数字稳定不变。
这些信号之间的时序关系如图2（b）所示数字频率计由脉冲形成电路、时基电路、闸门电路、计数锁存和清零电路、译码显示电路组成。
1.3数字频率计的主要技术指标1.3.1 频率准确度:一般用相对误差来表示，本文设计的频率准确度并没有要求。
简易数字频率计电路设计1
简易数字频率计电路设计摘要请对内容进行简短的陈述，一般不超过300字关键字：周期；频率；数码管，锁存器，计数器，中规模电路，定时器在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。
数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波、方波或其它周期性变化的信号。
如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。
因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。
本章要求设计一个简易的数字频率计，测量给定信号的频率，并用十进制数字显示。
数字频率计主要由放大整形电路、闸门电路、计数器电路、锁存器、数码管、时基电路、逻辑控制、译码显示电路几部分组成。
目录前言 (1)1.数字频率计的原理 (2)2.系统框图 (3)3.系统各功能单元电路设计 (3)3.1 时基电路设计 (3)3.2 放大整形电路 (4)3.3 逻辑控制电路 (5)3.4 锁存单元 (6)3.5 分频电路 (7)3.6 显示器 (7)3.7 报警电路 (8)4.系统总电路图 (10)结束语 (11)参考文献 (12)前言数字频率计是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。
被测信号可以是正弦波、方波或其它周期性变化的信号。
数字频率计主要由放大整形电路、闸门电路、计数器电路、锁存器、时基电路、逻辑控制、译码显示电路几部分组成。
在传统的电子测量仪器中，示波器在进行频率测量时测量精度较低，误差较大。
频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱，但测量速度较慢，无法实时快速的跟踪捕捉到被测信号频率的变化。
正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，因此，频率计拥有非常广泛的应用范围。
在传统的生产制造企业中，频率计被广泛的应用在产线的生产测试中。
频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出频率的变化，用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品，确保产品质量。
1数字频率计原理
1数字频率计原理数字频率计的基本原理频率计是对信号的频率进行测量并显示测量结果。
对频率的测量有多种方式，采用数字计数的方法进行测量，数字计数测量精度较高，且性能比较稳定，容易实现。
一、测量原理频率为单位时间内信号的周期数。
对脉冲信号而言，其频率为一秒钟内的脉冲个数；计数器在一秒钟内对脉冲信号进行计数，计数的结果就是该信号的频率。
只要计数结果以十进制方式显示出来，就是最简单的频率计。
如图2.1.1所示，被测脉冲信号为X，在T1时刻出现一个脉冲宽度为一秒的闸门脉冲信号P，用闸门脉冲P取出一秒时间内的输入脉冲信号X 形成计数脉冲Y，计数器对计数脉冲信号Y进行计数；计数的结果（频率值）在T2时刻被锁存信号S控制，锁存到寄存器，并通过译码器、显示器把并率显示出来。
在T3时刻计数器被清除信号R清零，准备下一次的计数，一次测量结束。
1图2.1.1 频率器的测量原理显示数值在T2时刻更换，S脉冲信号的周期为显示时间，其大小反映显示值的变化快慢。
显示时间Tx为：Tx=T3-T2+（0~2）（秒）可见，改变T3-T2的值可调节显示时间，通常T3是通过T2的延时而得，通过调节延时时间来调节显示时间。
二、方案框图频率计的框图如图2.1.2，由六部分组成，以计数器为核心，各部分的功能如下：2图2.1.2 频率计总体框图1、计数器：在规定的时间内完成对被测脉冲信号的计数。
由输入电路提供计数脉冲输入，对脉冲进行计数（在规定的测量频率范围内计数无益出）。
计数结果一般为十进制，并将计数结果输出送往寄存器，再由控制电路提供的清除信号R清零。
等待下一次计数的开始。
该部分主要考虑计数器的工作频率和计数容量问题。
2、锁存器：暂存每次测量的计数值。
为显示电路提供显示数据。
锁存器由控制电路提供的琐存信号S控制更换数值。
以正确地显示每一次的测量结果。
3、译码显示电路：对锁存器的输出数据译码，变为七段数码显示码，并驱动数码显示器显示出十进制的测量结果。
【简易数字频率计】
简易数字频率计一、试验要求在CEET-EDA-I可编程实验系统输入任意频率的信号，能在八位数码管上显示出来，且能达到一定的精确度。
二、系统总述1、整体框图三、主要部分原理说明1、24MZH到1HZ时钟转换模块AHDL语言代码如下：波形仿真如下：该模块运用计数的方法实现24MHZ到1HZ频率的转换，低电平的时间能持续1S，高电平持续的时间很短，只需保证能使后面的计数器清零和给缓存器提供上升沿即可。
经计算24M转换成二进制数约为101101110001101100000000，故用了一个25位的计数器，转换成十六进制为16e3600，经调试改为16e36e3较为精确。
D触发器SS起着很关键的作用，它使程序设定的输出状态得以保持，避免了毛刺的出现，这是我们需要积累。
2、门控电路部分99999999计数器计数在到达1S的瞬间，1HZ时钟出现上升沿，控制缓存器将此时的计数值锁存起来，然后送出显示。
很短一段时间后，1HZ时钟恢复低电平，在这很短的时间内1HZ时钟经非门也完成了计数器的清零，之后计数器又恢复计数状态，进入下一秒的计数。
4、计数部分方案一：将八位计数器分为四个模块来写，低位模块计数溢出后向高位模块进位并清零，这种方法虽然在原理图上要多连几根线，但各个模块的程序写起来都较为简单。
5、扫描显示部分这个部分在课本的扫描显示模块上有所改进，当高位输出为零时，其对应的数码管不亮，在原来扫描模块的基础上，增加了下面一段程序：………………若高位为零，则将该位设置为“A”输出，并且在后面的译码显示模块中把“A”的输出状态定为“0000000”，数码管也就不亮了。
四、试验小结这个试验做完后，我对频率计有了一定的了解，能用计数器、锁存器来做一些事情，对D触发器有了更进一步的理解，特别在做24MZH到1HZ时钟转换这部时分，深刻的感受到了它的“魅力”，对AHDL语言的掌握也更熟练了一些。
简易数字频率计
简易数字频率计张秋伟06电气200624162106摘要：在电子测量技术中，频率是最基本的参数之一，它与许多电参量和非电量的测量都有着十分密切的关系。
例如，许多传感器就是将一些非电量转换成频率来进行测量的，因此频率的测量就显得更为重要。
数字频率计是用数字来显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波、方波或其它周期性变化的信号。
我设计的简易数字频率计以A Tmega16作为本系统的核心芯片，用两片四位的二进制计数器作为八位的分频器，与单片机的定时器一的十六位构成二十四位的计数器，对未知信号进行计数。
一、方案设计：1、微控制器选择：由于本系统对主控系统的信号与数据处理的实时性要求不高，并考虑整个系统的性价比，我们采用ATMEL的ATmega16单片机，该单片机具有丰富的IO 口资源，512字节 EEPROM和16kb flash ROM，并支持方便的jtag方式进行单片机程序仿真调试。
2、显示方案设计：为了便于观看，本设计使用了图形字符液晶12864，该液晶显示具有显示屏幕大，字符清晰，可显示汉字及图形，内置国标GB2312码简体中文字库，可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理器：8位并行和串行两种连接方式。
本系统采用8位并行通信。
电路图如下图：3、分频电路设计：由于A Tmega16的定时器T/C1具有十六位，计数最大为65536，即最大测量频率只有65.535KHz，为了提高测量频率，本设计采用两片74LS93作为八位的二进制计数器，与定时器T/C1的16位，构成24位计数器，T1不溢出的时候，最大测量频率可以测16.777216M，,溢出则累计中断次数然后进行累加即可。
具体电路如下图所示：4、放大与整形电路设计：放大整形电路由晶体管NPN9011与CD4016BE等组成放大器将输入频率为f的周期信号如正弦波、三角波等进行放大。
其中CD4016BE就是施密特触发器，它对放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《电工与电子技术基础》课程设计报告题目简易数字频率学院（部汽车学院专业汽车运用工程班级22021002学生姓名苏奋学号22021002186 月5 日至 6 月12 日共1 周指导教师（签字）一、课题名称与技术要求<1>名称：简单数字频率计摘要数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。
它的基本功能是测量正弦信号、方波信号、三角波信号以及其他各种单位时间内变化的物理量。
本设计中使用的是直接测频法，即用计数器在计算1s内输入信号周期的个数；并使用了模拟软件Multisim进行仿真。
应用石英晶体振荡器构成稳定的多谐振荡器，并用74LS160和74LS161进行分频得到时基信号。
时基信号作为闸门信号来控制计数器74LS160工作，进行计数，通过译码显示电路在数码显示管上显示最终结果。
并且，时基信号还要通过555构成的单稳态触发器产生锁存信号和清零信号，锁存信号使输出稳定，清零信号清空计数器，为下次计数做准备。
当输入频率超过量程时，电路会自动报警。
关键字：直接测频法时基信号放大整形震荡分频计数锁存清零<2>主要技术指标和要求：1.被测信号的频率范围为100HZ～100KHZ2.输入信号为正弦信号或方波信号3.四位数码管显示所测频率，并用发光二极管表示单位4.具有超量程报警功能扩展1.被测信号的频率范围扩展到1HZ～999.9KHZ2.测量频率分为3档1HZ～9999HZ，10HZ～99.99KHZ，100HZ～999.9KHZ3.输入信号可为正弦信号、三角波信号和方波信号4.可测被测信号的周期第一章系统综述1.1总体思路对比与选择：一、总体思路：将输入信号进行放大整形之后，利用闸门信号（时基信号）对被测信号进行脉冲计数，然后通过译码显示电路进行读数。
二、实现方式：●直接计数式测频：将经过整形放大的待测信号，送入闸门信号中，在一个闸门信号周期错误！未找到引用源。
对待测信号进行计数，所得的计数值错误！未找到引用源。
与被测信号的频率错误！未找到引用源。
有如下关系：测频法误差：图1 测频法的示意图●直接计数式测周期：将被测信号作为闸门信号，把频率为错误！未找到引用源。
的时基信号输入闸门信号中，计数器对其进行计数，所得的计数值错误！未找到引用源。
与被测信号频率错误！未找到引用源。
有如下关系：错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
/错误！未找到引用源。
测周期法输入误差：等精度测频率：测量输入信号的多个（整数个）的周期值，再进行倒数运算求得频率。
与直接测量法相比，其优点是：可在整个测频范围内获得同样高的测试精度和分辨率。
错误！未找到引用源。
fc三、实现方式对比与选择：方案一与方案二测量方便快捷。
方案三，准确度最高。
虽然第三个方案有着测量精度上的优势，但实现方法比较复杂，做到闸门信号、标准信号和待测信号的同步比较困难，基于我们现在的学科水平，还不能够设计该电路。
在方案一和方案二中都不可避免地有错误！未找到引用源。
1的误差，其中测频率法在低频段误差远大于高频段, 而测周期法在高频段误差远大于低频段。
所以通常对于高频信号, 采用直接测频率法, 对于低频信号, 采用测周期法。
本次题目要求测量的频率范围为100HZ~100KHZ（高频），用方案一测量误差更小。
综上所述，最终选择方案一的测量方法。
1.2 整体框图：整个简易数字频率计分为放大整形，计数（包括清零、锁存），译码显示电路，报警电路；其中计数部分还要加入由振荡器产生的经过分频处理的闸门信号，用以控制计数和选择档位。
1.3 功能划分及原理：一、放大整形由于输入的信号可以是正弦波，方波。
而后面的闸门或计数电路要求被测信号为矩形波，所以需要设计一个整形电路在测量的时候，首先通过整形电路将正弦波转化成矩形波。
在整形之前由于不清楚被测信号的强弱的情况，所以在通过整形之前通过放大处理。
因为当输入信号电压幅度较小时，就不能驱动后面的整形电路，这时就需要将输入信号进行放大。
二、时基/分频由石英晶体构成的多谐振荡器产生出40MHZ 的稳定频率信号，其振荡频率与RC 阻容件无关，只跟石英晶体本身的串联谐振频率有关，而串联谐振频率由石英晶体的结晶方向和外形尺寸决定，所以石英晶振的荡频率十分稳定。
闸门时间要求非常准确，它直接影响到测量精度，在要求高精度、高稳定度的场合，通常用晶体振荡器作为标准时基信号。
这对后面的测量精度起到决定性的作用。
将来自振荡器的信号进行分频，根据不同的档位，将分频器外接档位开关，产生宽度不同的闸门信号，从而测得不同频率范围下的频率值。
被测信号放大整形 清零/计数/锁存 译码显示电路 时基电路/分频 闸门电路振荡器 报警电路三、清零及锁存根据待测脉冲和闸门信号，周期性的清零，以便记录新的数据。
每次计数结束，计数器将计数结果传输给锁存电路，锁存器将结果保留一点时间，并传输给译码显示电路，使之能够显示出稳定的频率值，到下次计数结束时重新锁存。
清零信号与锁存信号都要与待测脉冲和闸门信号密切配合，使得在每一个计数周期内，系统可以完成各项工作稳定读出频率值。
闸门信号、清零信号和锁存信号的时序关系如下图所示：四、译码/显示：将锁存器中存储的稳定的计数值，传输给七段数码管的驱动芯片，从而驱动七段数码管显示相应的数值。
本题目中提供了四个七段数码管，在不同的档位下其对应的数位不同，这要与计数电路与分频电路相配合，选取最优的实现方案。
五、报警电路本题目中加入了报警电路，这在很多电气设备里都是必要的，当外界的信号不符合要求，为了避免产生不良后果，报警电路会提醒操作人员立即停止操作，进行必要的检验和调整。
本实验要求在频率高于Hz时报警器报警。
需要在计数电路计数值溢出时发出驱动报警器的信号。
在此选用蜂鸣器作为报警器件。
第二章单元电路设计2.1 各单元电路设计方案对比及选择一、振荡器的选择方案一：石英晶体构成的多谐振荡器由于石英晶体的品质因数Q值很高，因而具有很好的选频特性，另外它具有一个极为稳定的串联谐振频率fs，而fs只由石英晶体的结晶方向和外形尺寸所决定，而与电路中的R、C数值无关。
方案二：555定时器构成的多谐振荡器555定时器只需外接少量R、C元件，就可构成多谐振荡器产生所需脉冲，震荡周期可根据其外接的电阻电容计算，振荡频率f=1.44/{(R1+2R2)C}.555构成的多谐振荡器当接通电源Vcc后，电容C1上的初始电压为0，Vo=1，放电管截止，电源通过R1、R2向C 充电。
Uc上升至2Vcc/3时，RS触发器被复位，使Uo=0，放电管导通，电容C1通过R2到地放电，Uc开始下降，当Uc降到Vcc/3时，输出又翻回到1状态，放电管截止，电容C1又开始充电。
如此周而复始，就可在3脚输出矩形波信号。
对比与选择：由于此电路对频率的稳定性和多谐振荡器的精度要求较高，相对于555定时器构成的多谐振荡器电路，石英晶体多谐振荡器产生的频率更稳定精确，故应采用频率稳定性很高的石英晶体振荡器。
二．放大整形电路：1.放大电路的选择：由于不清楚被测信号的强弱的情况，所以在通过整形之前通过放大处理。
方案一：共射分压式偏置放大电路，利用晶体管的放大效应。
分压式偏置放大电路原理图方案二：集成运算放大器：改变外加电阻来调节电压放大倍数。
运算放大器对比与选择：方案一采用模拟电子的三极管放大电路，但它的放大倍数只要由晶体管放大倍数决定。
这样放大倍数的调节就不太方便；方案二结构简单，电压放大倍数调节简单，只需要调节外接电阻值就可以很方便地调节放大倍数了。
故选用集成运算放大器。
2.整形电路地选择：由于输入的信号可以是正弦波，方波。
而后面的闸门或计数电路要求被测信号为矩形波，所以要通过整形电路将正弦波转化成矩形波。
方案一：用过零电压比较器：正向端接地（电压为零），反向端的电压大于（小于）零，会输出反向（正向）的最大值，从而实现正弦信号转化为方波信号（输出双向稳压管的稳压值）。
过零电压比较器方案二：555构成的施密特触发器：当输入电压幅值增大或减小时，电路状态翻转对应不同的阈值电压，其差值叫做回差电压。
由555构成的施密特触发器如果在5脚上加上控制电压，可改变回差电压，提高电路的抗干扰能力。
对比与选择：过零电压比较器在实际中会产生延迟，形成过渡状态，使得产生的方波不理想。
施密特触发器则避免了这样的问题，若加上了控制电压还可以提高电路的抗干扰能力。
故采用555构成的施密特触发器。
三、清零/计数/锁存控制电路的选择：产生清零信号和锁存信号，并与计数信号配合，完成整个的计数过程，是本题目的一个难点，怎样选取控制信号，才能使清零/计数/锁存有序进行，换句话说就是要处理好时序问题。
方案一：利用闸门信号本身控制清零/计数/锁存：本次所采用的计数芯片是74160，它具有异步清零功能，当Rd端为低电压，立即清零。
故可以把闸门电压的低电平直接用作清零信号，且在此时段计数器不工作。
而在闸门信号处于高电平时，系统处于计数状态，正常计数。
当闸门关闭时，电压跳变，可以用作锁存器的锁存信号，把计数器的输出锁存起来，送到译码显示电路。
故闸门信号本身具有完成所有功能的可能性。
方案二：由两个单稳态触发器产生清零信号和锁存信号：以计数闸门的关闭驱动锁存器锁存，在经历一个tw后锁存信号发生跳变，用以产生清零信号，在下一个tw时间内，清零信号异步清零，tw后清零结束，准备好下次计数。
对比与选择：直接用闸门信号控制清零/计数/锁存容易实现，但其过程太过理想，实际中无法实现，且不能抵抗任何干扰，故不采用；而用555振荡器构成的单稳态触发器，可以调节暂稳态时间tw,从而可以有顺序地计数、锁存、清零，准备下次计数。
系统运行稳定。
故采取单稳态触发器。
四、量程转化电路的选择：本题目所要求的测频范围较宽，但显示系统只有四位数码管，在测较高频率时将忽略最低位，只显示高位。
故在测量不同频率范围时对精确度的要求不同，要分多个档位，以尽量提高每个档位显示的精确度。
根据设计，分为三个测量档位：1Hz~9999Hz,10Hz~99.99KHz,100Hz~999.9KHz;方案一： 闸门宽度不变，计数系统不变，不同量程通过显示系统的变换而变换；把闸门宽度定为1S ，利用74160级联成量程为1MHz 的计数器，每次从个位片向上计数，当出现向10KHz 进位时显示系统向高位移一位，再出现向100KHz 进位时，再向高位移动一位后显示。
该方案要使用到移位寄存器74194，做移位显示用。
档位控制 档位控制方案二：利用分频的不同，产生不同宽度的闸门信号（1s 、0.1s 、10ms ），根据待测信号的频率范围确定闸门信号的宽度，进行计数。
在此种方案中，计数电路与译码显示电路的连接方式不变，待测频率越高，闸门选取越窄，使得每次计数的个数保持的相同的数量级，以此来变换档位。